论文消防员体能预警系统硬件设计是关于本文可作为预警系统方面的大学硕士与本科毕业论文预警系统论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要： 针对传统消防服应用中存在的问题,设计一种基于ZigBee的消防员体能预警监测系统.系统完成了消防员人体关键生理信息及位置信息的实时采集与监测,并给出预警信号,避免因决策延误而导致最佳救援时间的丧失.为了进一步提高信息传输的及时性和可靠性,系统采用分布式融合算法进行数据传输,使消防员的人身安全得到了更大保证.实验结果验证了系统硬件设计方案的有效性与可行性.
关键词： ZigBee； 监测系统； 融合算法； 消防服
中图分类号： TN99?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）20?0056?05
Abstract： Aiming at traditional fireman uniform′s defect in application, a kind of physical stamina warning system based on ZigBee for fireman was designed. The system has acquisition and monitoring functions of the key physiological information and location information, and can emit an early warning signal to oid the optimal rescuing time loss caused by decision delay. In order to improve the real?time performance and reliability of the data tranission, the distributed data aggregation algorithm is adopted in the system for data tranission, so that the personal safety of firemen is further guaranteed. The experimental results verifies the effectiveness and feasibility of the system hardware design, low tranitting error rate, good robustness and other significant characteristics.
Keywords： ZigBee； warning system； data aggregation algorithm； firefighter uniform
0 引 言
目前我国消防服的研发比较落后,与发達国家的差距较大,消防服主要依赖进口.随着我国高层和封闭式建筑的增多,导致消防救援难度加大,保证消防员人身安全和提升消防服的服用性能成为重中之重[1?3].基于此,本文设计实现了基于ZigBee的消防员智能体能预警系统.该系统可以完成消防员所处火场环境和位置,以及消防员的人体关键生理信息的采集并通过无线方式传输到监测显示终端和智能手机.生理信息采集节点由2节1.5 V充电电池供电,控制器与传感器以可穿戴为设计前提且均采用低功耗芯片,解决了节点续航问题.利用该系统可对消防员的人身安全起到全方位监测作用,提升了人身安全系数与服用性能,在消防员工作效率与生命保障方面达到国际先进水平.
1 系统总体结构
智能消防员的体能预警系统主要依据信息处理与无线传输技术,通过在消防服中嵌入传感器,感知火场环境、位置以及实时监测消防员体能状况,可使消防员最大程度地避免伤害发生[4?8].本系统由生理信息采集节点、路由节点、协调器节点、监测显示终端和智能手机五部分组成.系统采用基于ZigBee的无线网络传输技术,设计了如图1所示的系统结构图,其中消防员1,消防员2,消防员3代表三个人体生理信息采集节点,实际应用中采集节点数量更多.
2 系统硬件设计与实现
本系统硬件节点包括生理信息采集节点、路由节点和协调器节点.其中路由节点和协调器节点的硬件核心都是生理信息采集节点去掉相关传感器后的ZigBee无线通信模块；软件实现方面也与生理信息采集节点相同.下面重点讲述生理信息采集节点和协调器节点软硬件设计与实现.
2.1 生理信息采集节点设计
本文设计的生理信息采集节点以TI单片机MSP430G2553为控制核心,由温度检测模块、心率检测模块、一氧化碳浓度检测模块、摔倒检测模块、GPS定位模块组成,采集到的生理信息通过协调器节点传送数据到监测显示终端,最终由监测显示终端实时监测消防员的体能等状况.同时编写了手机APP可以智能移动化的监控消防员的身体特征及消防员所处环境情况,在一些特殊情况下可以快速,方便地对消防员身体特征及环境情况进行实时监控.本系统的生理信息采集节点结构如图2所示.
控制器接收各个传感器采集到的生理数据,数据通过串口传送给与之相连的无线通信模块,在通过ZigBee无线传输方式把采集到的数据传送给路由器节点.系统采用GPS模块BD?126实时跟踪消防员位置,该模块不需要通过ZigBee进行数据传输,它利用自带的无线信号传输模块即可直接把消防员所在地理位置发送到路由器节点.
2.1.1 温度检测模块
温度检测模块选用的是MLX90615,模块具有的优点：测量精度相对较高,而且在测量时不会影响周围温度场的分布；采用非接触式测量方式测量体温,这样就不会为消防员运动带来不便；另外模块的灵敏度较高,在测量一些时刻变化的数据时有非常大的优势.数据读取的流程图如图3所示.
由流程图可知,其数据读取方便简洁,作为复杂系统中的一部分,不会占用太多的FLASH,并且其电路及其简单,非常符合低功耗设计和可穿戴式设计理念.
总结:这篇预警系统论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
参考文献：
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